MOSFET Switch Canal N Interruptor

MOSFET Switch – Introducción

La configuración MOSFET Switch permite controlar una carga y es una de las principales aplicaciones de este tipo de transistor. Es un dispositivo de estructura metal oxido semiconductor. También es un transistor que se controla con voltaje positivo en la compuerta o gate y es usado para amplificar o conmutar señales. El transistor MOSFET desplazó al transistor BJT, el cual es controlado mediante la corriente de base. Además, respecto a los transistores BJT los MOSFET, tienen un consumo menor, tamaño inferior, control con voltaje, independiente de uso de resistencias, velocidades de conmutación mayores, entre otras ventajas. Existe además el MOSFET Canal tipo P el cual se controla con una referencia negativa.

MOSFET Switch Canal N configuración en interruptor

Vamos a considerar las regiones de corte y saturación para este caso del transistor MOSFET Canal N. Si el voltaje entre la compuerta y la fuente (o GND) es menor que el voltaje de umbral, el transistor se encuentra en corte. Es decir, las terminales fuente y drenaje no tienen conducción. En el caso en que el voltaje en el pin gate, sea suficientemente grande como para que la conexión entre la fuente y el drenaje se comporte como un corto circuito, esta en saturación. El BJT también se puede usar como interruptor.

Una de las ventajas de trabajar con transistores tipo MOSFET contra los BJT es que no tenemos que determinar la corriente de entrada. En este caso la corriente de la compuerta se asume prácticamente cero, esto debido a su alta impedancia de entrada. Recordemos que el MOSFET canal N tiene una capa de dieléctrico entre la placa y el substrato base. Esta característica (entre otras) los hace prácticos para su control. Solo tenemos que poner este voltaje del valor adecuado para poder conmutar el transistor. Como referencia en la siguiente figura podemos ver el dieléctrico de color amarillo, las capas metálicas de color negro y el semiconductor rojo y azul.

MOSFET Transistor

Figura 1: Transistor MOSFET Canal N y Canal P.



Región de corte de MOSFET Switch

La región de corte en el MOSFT canal N se define en base a que el voltaje de entrada. Si este es igual a cero, por lo tanto la corriente del drenaje es igual a cero, asi como el voltaje drenaje fuente. Por lo tanto, en un MOSFET de enriquecimiento, el canal D-S esta cerrado. Se dice que el mosfet interruptor esta en modo «apagado».  Para un MOSFET canal P el voltaje que se «coloca» en la compuerta tiene que ser positivo respecto a la fuente.

MOSFET Switch

Figura 2: MOSFET Switch: región de corte.

Región de saturación de MOSFET Switch

En a región de saturación (región lineal) el transistor se polariza de tal manera que el voltaje de la compuerta sea máximo. Lo que resulta en una resistencia del canal Rds lo mas pequeña posible. Lo que ocasiona una corriente de drenaje máxima, por lo tanto el MOSFET esta en modo conducción y el dispositivo se considera «encendido». Para un MOSFET canal P, el potencial de la compuerta tiene que ser negativo respecto a la fuente.
MOSFET Switch

Figura 3: MOSFET Switch: región de saturación.

Para el transistor MOSFET interruptor o switch, solo tenemos que llevar el voltaje a un nivel determinado. De tal manera que la corriente del drenaje sea lo suficientemente grande para nuestra aplicación. Lo más recomendable es ver las características de voltaje compuerta-fuente contra corriente de drenaje. En la hoja de datos del los transistores MOSFET puedes encontrar la grafica, por ejemplo en el IRFZ44, esta en la figura 3.  El voltaje de umbral (Vth), es el voltaje mínimo a partir de cuando el MOSFET comienza a conducir. Rds es la resistencia del MOSFET interruptor entre el drenaje y fuente. Puedes encontrar transistores en nuestra tienda virtual.



 

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Autor: Dr: Hector Hugo Torres Ortega

One Response

  1. Jose Oney Perez septiembre 22, 2019

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